玉米芯发酵全混合饲料的制作及营养成分分析

2019-07-08 15:16:16      点击:

玉米芯发酵全混合饲料的制作及营养成分分析

随着养殖业的快速发展,我国蛋白质饲料短缺、人畜争粮等矛盾日益突出。玉米作为主要的饲料作物之一,长期被广泛应用于畜牧养殖中。我国玉米年产量高达2亿多吨,其中玉米芯产量约占10%,达2千万吨以上。玉米芯是玉米果穗脱去子粒后的穗轴。我国每年生产大量的玉米芯,但在农村大部分玉米芯被当做燃料烧掉,造成资源浪费。随着科学技术的发展,玉米芯深加工领域不断扩大,被加工生产糠醛、糠醇、木糖、活性炭、饴糖、葡萄糖等一系列高附加值的产品;除此之外,玉米芯还可用于酿酒、榨油、制作食品盒、农作物栽培料、饲料等,使得玉米芯价值得以被充分发掘。与发酵前相比,发酵提高了玉米芯营养价值,对动物有一定的促生长作用,可以用来饲喂猪、鱼、鸭等。利用微生物发酵生产蛋白质饲料不但可解决蛋白质资源紧缺的问题,还可解决相关环境问题。玉米芯的主要营养成分是纤维素、半纤维素和复杂多糖,在畜体内难以消化,如果应用纤维素酶等进行处理则可提高玉米芯的营养价值和消化吸收率。本试验以玉米芯和苜蓿为粗饲料,玉米、豆粕、麸皮和葵花饼粕为主要精料原料,制成不同精粗比的全混合发酵饲料,同时制作单一玉米芯发酵饲料,研究以纤维素酶和酿酒酵母作为发酵剂对单一玉米芯和以玉米芯为主要粗饲料的3 组不同精粗比全混合饲料发酵后营养成分、霉菌指数和感官品质的影响,为发酵玉米芯在动物日粮配比和动物生长试验提供数据参考。

01材料与方法

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1.1  试验材料

选择苜蓿、玉米芯、玉米、豆粕、麸皮、葵花饼作为饲料原料。纤维素酶购自某有限公司,酶活为10000 U/g;酿酒酵母购自某酵母公司。

1.2  试验设计

试验于2017年6—9 月在宁夏银川市贺兰县某良种繁育中心进行。发酵全混合饲料(FTMR)组成及营养成分见表1。选用340 mm×240 mm 密封袋,将全混合饲料与一定量的纤维素酶(添加量为0.03 g/kg饲料)和酿酒酵母(添加量为0.18 g/kg 饲料)充分混合后加入同质量的水后,使用真空机抽空气后密封,发酵30 d,分别制作精粗比为20∶80、30∶70和40∶60的FTMR 和单一玉米芯发酵饲料,每个处理设3 次重复,处理为随机取样。

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1.3  测定指标及方法

发酵结束,自上而下或从一端到另一端依次挖取,取样后及时封严袋口。

1.3.1   玉米芯FTMR和单一玉米芯发酵饲料的常规营养成分分析

粗蛋白质参照《饲料中粗蛋白测定方法》(GB/T 6432-1994)、粗脂肪参照《饲料中粗脂肪的测定》(GB/T 6433-2006)、粗灰分参照《GB/T 6438-2007》、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维采用范式(VanSoest)洗涤纤维分析法、钙参照《饲料中钙的测定》(GB/T 6436-2002)、磷参照《饲料中总磷的测定分光光度法》(GB/T 6437-2002)进行测定。

1.3.2   饲料霉菌数测定

黄曲霉毒素和玉米赤霉烯酮按照《饲料中黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮和T-2毒素的测定液相色谱- 串联质谱法》(NY/T 2071-2011)进行检测,酵母菌按照《饲料中霉菌总数的测定》(GB/ T 13092-2006)进行检测,呕吐毒素是按照《食品中脱氧雪腐镰刀菌烯醇及其乙酰化衍生物的测定》(GB 5009.111-2016)进行检测,梭状芽孢杆菌以JSMCB 为菌种,0.5%葡萄糖、1.0% 牛肉蛋白胨、0.5% 酵母膏、0.2%NaCl、0.4%K2HPO4、0.1%CaCO3 制成基础培养基,液体深层静置培养,250 mL 三角瓶装液量200 mL 于37℃恒温培养箱中静置培养,用血球计数法测定菌数。

1.3.3   发酵玉米芯及其FTMR 的品质鉴定

采用德国农业协会(Deutsche Lan Dwirtschafts Gesellschaft)评分法,根据气味、质地、色泽进行评分,然后再按得分划分为优良(16~20 分)、尚可(10~15 分)、中等(5~9分)、腐败(0~4 分)4 个等级进行感观评价(表2)。对饲料pH进行鉴定,将FTMR样品用3 层医用纱布包裹后用力榨取,得粗提液,再经定量滤纸过滤后得滤液,用酸度计测定。

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1.4   统计分析采用

 Excel 2007 软件对数据进行预处理,通过SAS8.2的LSD法进行显著性分析,结果用平均值± 标准差表示。P <0.05 表示差异显著,P >0.05表示差异不显著。

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02  结果与分析

2.1  发酵玉米芯与未处理玉米芯的营养成分分析

由表3可知,玉米芯在发酵前后的粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、钙、磷、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维差异均不显著(P<0.05),其中蛋白质含量有增高趋势,中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维有降低趋势。由此可知,使用纤维素酶和酿酒酵母进行发酵可降低玉米芯纤维素含量。

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2.2  不同精粗比全混合饲料发酵前后的营养成分变化

由表 4 可见,不同精粗比玉米芯全混合饲料在发酵前后粗蛋白质水平差异均不显著,但有上升趋势;在钙、磷水平上,玉米芯全混合饲料在发酵前后均差异不显著,但有提高趋势。

2.3   玉米芯及不同精粗比FTMR 霉菌数数量的变化

表5数据显示, 黄曲霉毒素<50μg/kg、玉米赤霉烯酮<250μg/kg、呕吐毒素<1000μg/kg, 参照饲料中常见霉菌毒素及最高限量国家标准,查阅《饲料卫生标准》(GB13078-2001) 中黄曲霉毒素的限量规定、《饲料卫生标准饲料中赭曲霉毒素A 和玉米赤霉烯酮的允许量》(GB13078.2-2006)、《配合饲料中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的允许量》(GB13078.3-2007),表明发酵饲料所含各霉菌数均未超过国家规定标准,可用于动物喂食。玉米芯、发酵玉米芯、FTMR20∶80、FTMR30∶70 和FTMR40∶60 的黄曲霉毒素含量、酵母菌及梭状芽孢杆菌数量均无显著差异。FTMR20∶80、FTMR30∶70 和FTMR40∶60 的玉米赤霉烯酮、呕吐毒素含量均极显著高于玉米芯、发酵玉米芯(P <0.01)。

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2.4  发酵玉米芯及FTMR 的品质鉴定

由表6可见,玉米芯和全混合饲料进行发酵处理后,pH均为酸性。与发酵前相比,经过发酵处理的玉米芯和全混合饲料手感、香味、颜色等均有所改善;与FTMR30∶70和FTMR20∶80相比,FTMR40∶60品质更佳。

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03    讨 论

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3.1  玉米芯发酵处理后营养成分的变化

陈志强等统计分析表明,宁夏地区玉米芯主要营养成分的平均值分别为干物质93.30%、粗灰分2.77%、粗蛋白质2.42%、粗脂肪0.36%、钙0.12%、磷0.04%、中性洗涤纤维79.13%、酸性洗涤纤维42.49%。与上述数据相比,本试验测得玉米芯发酵后的粗蛋白质、钙、磷含量均有所增加,粗脂肪、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量有所下降,表明对玉米芯进行发酵处理有利于降低纤维素含量。玉米芯经发酵、干燥等特殊工艺可制成含活性益生菌的安全、无污染、无残留的优质饲料,营养价值得到提高。Allen等报道,饲粮中的中性洗涤纤维含量高于25% 时,干物质采食量与中性洗涤纤维含量呈负相关,经发酵后的玉米芯有利于提高动物的干物质采食量。反刍动物的瘤胃内环境状况直接影响机体健康,而瘤胃pH 是衡量瘤胃生理状况的理想指标。张立涛等 报道,瘤胃pH 与饲料中中性洗涤纤维含量呈正相关,可见发酵玉米芯中性洗涤纤维含量的降低对改善反刍动物瘤胃内环境有一定积极作用。

3.2  发酵处理对玉米芯和不同精粗比全混合饲料营养成分及感官特性的影响

本试验中,全混合饲料在发酵后粗蛋白质、钙和磷含量较发酵前都有所上升,与母猪配合全价饲料发酵前后的营养物质变化相符合。全混合饲料发酵后会降低饲料pH,有利于全混合饲料的保存时间。其次,发酵后的玉米芯和不同精粗比全混合饲料的手感、香味、颜色等均有所改善,提高了饲料适口性和采食量。

3.3  发酵处理对玉米芯及不同精粗比全混合饲料霉菌数的影响

本研究中,FTMR20∶80、FTMR30∶70 和FTMR40∶60的玉米赤霉烯酮、呕吐毒素含量均极显著高于玉米芯、发酵玉米芯,但各霉菌数均未超过国家规定标准。玉米赤霉烯酮污染的饲料被动物过量采食后会造成机体生殖激素紊乱,引起流产、死胎等,对繁殖机能造成严重影响,还会导致免疫抑制、肝肾损伤和生长性能下降等。此外,大量研究和生产实践证明,呕吐毒素会导致动物肠道功能混乱,引起腹泻,运动失调和内脏出血,影响免疫调节和繁殖性能等,严重可导致死亡,并且主要污染小麦、玉米等谷类作物,也污染粮食作物,进而危害人类健康。降低饲料中霉菌毒素含量能有效防止其带来的经济损失与健康危害。

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04   小  结

玉米芯经过纤维素酶和酿酒酵母发酵处理,可以提高营养价值,使粗蛋白质、钙、磷含量有所增高,中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量降低;较其他两组全混合饲料而言,精粗比20∶80的全混合饲料发酵后磷含量上升40%,而精粗比为30∶70时粗蛋白质、钙含量分别上升6.09%、32.53%。

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